高介電常數(shù)低變化率(Ba-,x-Sr-,1-x-)TiO-,3-系電容器陶瓷的研究.pdf

1、本文對近年來鈦酸鍶鋇制備技術(shù)進行了全面綜述。研究了稀土氧化物(Dy2O3、CeO2、La2O3、Y2O3和Yb2O3等)以及MgO、Bi4Ti3O12和Bi2Sn2O7等組分對鈦酸鍶鋇電容器陶瓷介電性能和結(jié)構(gòu)的影響，得到了致密度高、氣孔率小，晶粒細(xì)小均勻且耐壓強度較高符合X7R特性的電容器陶瓷。并且研究了制備工藝參數(shù)的影響，利用掃描電鏡(SEM)，X射線衍射分析(XRD)等檢測方法對材料的物相組成、顯微結(jié)構(gòu)等進行了研究。以此為依據(jù)探討了

2、摻雜物改性的作用機理。
　　 本研究主要結(jié)果如下：
　　 在鈦酸鍶鋇基陶瓷中微量摻雜稀土氧化物Dy2O3和Y2O3可以抑制晶粒生長，產(chǎn)生細(xì)晶效應(yīng)，使得居里峰在整個工作溫區(qū)內(nèi)彌散展寬，獲得較高的介電常數(shù)和良好的容量溫度特性，并可以大幅度提高鈦酸鋇基陶瓷的耐壓強度。1250℃燒結(jié)含0.6wt％Y2O3的鈦酸鍶鋇陶瓷，其ε≥4000，在-25～80℃范圍內(nèi)，ΔC/C≤20％，擊穿場強E≥6kV/mm。
　　 CeO2和

3、La2O3摻雜的結(jié)果表明這兩種稀土元素對鈦酸鍶鋇陶瓷的晶粒生長有一定的抑制作用。CeO2的摻雜量在0.9％，La2O3的摻雜量在0.45％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）左右對鈦酸鍶鋇陶瓷陶瓷的介電性能有很好的改善作用。但是鑭離子和鈰離子在陶瓷中的離子取代情況有所不同。因而，改善性能的作用不同。CeO2摻雜的陶瓷性能優(yōu)于La2O3摻雜的陶瓷。1250℃燒結(jié)含0.9wt％CeO2的鈦酸鍶鋇陶瓷，其ε≥3000，在-25～80℃范圍內(nèi)，ΔC/C≤35％，擊穿場

4、強E≥4kV/mm。
　　 Yb2O3的加入沒有改變BST陶瓷的晶體結(jié)構(gòu)。隨著保溫時間的增加，陶瓷的介電常數(shù)增大。1250℃燒結(jié)含1.2wt％Yb2O3的鈦酸鍶鋇陶瓷，其ε≥10000，擊穿場強E≥7kV/mm。
　　 MgO摻雜后的樣品的介電峰被壓抑和展寬，表現(xiàn)出擴散相變。從XRD譜圖可知，MgO樣品仍為單一的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。1250℃燒結(jié)含0.2wt％MgO的鈦酸鍶鋇陶瓷，其ε≥4500，在-25～80℃范圍內(nèi)，ΔC/C

5、≤25％，擊穿場強E≥6.5kV/mm。
　　 研究表明，Bi4Ti3O12、Bi2Sn2O7兩種摻雜物包裹晶粒和填充晶粒間，構(gòu)成瓷體的復(fù)雜非均勻結(jié)構(gòu)。這兩種異相對(Ba，Sr)TiO3鐵電相有制約作用，使B位陽離子所處的勢阱深度變淺，在寬廣的溫度范圍內(nèi)極化易被電場所定向，表現(xiàn)為ε-T特性曲線較平坦。1150℃燒結(jié)含30wt％Bi2Sn2O7的鈦酸鍶鋇陶瓷，其ε≥1500，在-55～125℃范圍內(nèi)，ΔC/C≤15％。